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烟草冷杉醇合成关键基因NtCPS2的SNP功能标记开发与应用 被引量：2
1
作者 王国平 刘旦 +5 位作者 李洋洋 屈亚芳 李依婷 罗成刚 冯全福 常爱霞 《分子植物育种》 CAS CSCD 北大核心 2020年第24期8178-8186,共9页
冷杉醇是一些香料烟和部分雪茄烟中主要的赖百当类物质,对烟草的香气风格起着重要作用,然而烤烟中基本不含有。开发分子标记是将这种香气特征转入烤烟的有效途径。本研究基于等位基因特异性PCR (AS-PCR)技术,设计了一系列引物,并最终筛... 冷杉醇是一些香料烟和部分雪茄烟中主要的赖百当类物质,对烟草的香气风格起着重要作用,然而烤烟中基本不含有。开发分子标记是将这种香气特征转入烤烟的有效途径。本研究基于等位基因特异性PCR (AS-PCR)技术,设计了一系列引物,并最终筛选到引物对1F/R1与其互补引物对8F/R1具有良好的多态性,这两对引物在6个亲本和F1群体也得到了验证。利用两个引物对47份烤烟品种和98份‘中烟100’的高香气突变体进行基因分型,同时利用GC-MS检测表型,最终获得材料‘大白筋599’、‘革新三号’、‘NC2326’和‘TBT6’突变株含有冷杉醇。结果表明,这两对标记可用于烟草育种分子标记辅助选择,含冷杉醇的烤烟种质资源可作为烟草育种的重要亲本材料。 展开更多
关键词 AS-PCR 冷杉醇 烟草 ntcps2 SNP标记
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烟草“8306”NtCPS2基因敲除及叶面化学成分改良 被引量：5
2
作者 李旖梅 王召军 +5 位作者 闫筱筱 张洪映 李雪君 孙计平 黄明月 崔红 《中国烟草学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期74-80,共7页
8306是重要的高香气烤烟育种材料,因其腺毛分泌物中含有赖百当化合物而使其杂交后代具有晾晒烟香气特征。为此,本研究利用CRISPR/Cas9技术,对8306中赖百当生物合成途径的关键酶基因NtCPS2进行敲除,获得了gRNA区发生单碱基插入突变导致... 8306是重要的高香气烤烟育种材料,因其腺毛分泌物中含有赖百当化合物而使其杂交后代具有晾晒烟香气特征。为此,本研究利用CRISPR/Cas9技术,对8306中赖百当生物合成途径的关键酶基因NtCPS2进行敲除,获得了gRNA区发生单碱基插入突变导致翻译提前终止的纯合突变体8306-1。与8306相比,该突变株系生长发育正常,腺毛类型和腺毛密度无显著变化;利用GC-MS技术对叶面化学成分进行检测,在8306-1中并未发现8306中所含有的顺冷杉醇和赖百当二醇等赖百当类化合物,而腺毛分泌物的其他主要成分,如西柏三烯一醇、西柏三烯二醇及蔗糖酯的含量与对照相比并无明显变化;RT-PCR检测分析显示,8306-1与8306中MEP途径及二萜生物合成途径的关键基因,如NtDXS、NtDXR、NtCMS、NtGPPS、NtGGPPS、NtCYC、NtCYP71D16等在转录水平上的表达均无明显差异。该研究结果表明,NtCPS2基因敲除能有效降低烟草赖百当类二萜化合物的含量,而对叶面其他化学成分及类萜途径基因表达无明显影响。因此,NtCPS2基因是进行烟草叶面化学成分定向改良的理想靶点,对烤烟高香气育种具有重要意义。 展开更多
关键词 烟草 8306 赖百当二萜 ntcps2 基因敲除
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NtCPS2基因对顺-冷杉醇与赤霉素合成代谢途径的影响 被引量：4
3
作者 贺凌霄 何雷 +7 位作者 李洪臣 李芳芳 颜培强 姚远 薛刚 孙聚涛 杨铁钊 徐世晓 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期33-41,共9页
为探讨顺-冷杉醇合成基因NtCPS2对萜类代谢途径的影响,利用基因编辑技术CRISPR/Cas 9编辑烟草顺-冷杉醇合成基因NtCPS2,并筛选出纯合突变植株,命名为‘8306’编辑系;比较‘8306’编辑系(T_(2)-26、T_(2)-45、T_(2)-48)与野生型(WT)在顺... 为探讨顺-冷杉醇合成基因NtCPS2对萜类代谢途径的影响,利用基因编辑技术CRISPR/Cas 9编辑烟草顺-冷杉醇合成基因NtCPS2,并筛选出纯合突变植株,命名为‘8306’编辑系;比较‘8306’编辑系(T_(2)-26、T_(2)-45、T_(2)-48)与野生型(WT)在顺-冷杉醇、赤霉素含量及合成关键基因的生物信息学方面的差异。结果表明:‘8306’编辑系(T_(2)-26、T_(2)-45、T_(2)-48)顺-冷杉醇含量平均减少86.20%,赤霉素含量平均增加27.05%;顺-冷杉醇合成途径中的关键基因表达量显著减小,赤霉素合成途径中正调控关键基因GA20ox表达量显著增加,负调控关键基因GA2ox表达量显著减小,并且GGPP(牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸)合成的关键基因DXR表达量增加。NtCPS2基因不仅影响赖百当类二萜代谢途径,有效降低顺-冷杉醇的含量,并且影响赤霉素萜类代谢,增加赤霉素的含量。 展开更多
关键词 烟草 ‘8306’编辑系 ntcps2 冷杉醇 赤霉素
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NtCPS2对烟草光合特征及光合产物的影响 被引量：3
4
作者 贺凌霄 韩文龙 +5 位作者 李波 江智敏 徐敏 李芳芳 郑聪 徐世晓 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期554-566,共13页
为探讨顺-冷杉醇合成基因NtCPS2对烟草光合作用的影响,以烤烟品系8306、8306B(纯合突变植株T;代)、新豫烟11号(MSK326×8306B)和烤烟品种MSK326、豫烟11号(MSK326×8306)为试验材料,比较其顺-冷杉醇、赤霉素、脱落酸含量及相关... 为探讨顺-冷杉醇合成基因NtCPS2对烟草光合作用的影响,以烤烟品系8306、8306B(纯合突变植株T;代)、新豫烟11号(MSK326×8306B)和烤烟品种MSK326、豫烟11号(MSK326×8306)为试验材料,比较其顺-冷杉醇、赤霉素、脱落酸含量及相关合成基因相对表达量,光合参数及光合作用相关基因相对表达量等差异。结果表明,8306B较8306、新豫烟11号较豫烟11号的顺-冷杉醇含量均降低,赤霉素含量分别升高7.90%、9.79%,脱落酸含量分别降低35.87%、11.60%,赤霉素合成途径中正调控关键基因GA20ox表达量显著升高,负调控关键基因GA2ox表达量显著降低,脱落酸合成途径中关键基因PSY、NCED相对表达量显著降低,气孔闭合比率分别降低43.75%、8.33%,气孔导度增大,净光合速率升高,光合作用相关酶Rubisco、GAPDH的活性及基因相对表达量升高,光合产物发生变化,同时株高、叶数、节距显著升高。NtCPS2基因不仅影响烟草二萜类代谢途径,降低顺-冷杉醇含量,增加赤霉素含量,而且影响光合作用,导致光合效率提高,增大株型。本研究结果为NtCPS2基因对植物光合作用的反馈调节提供了例证。 展开更多
关键词 ntcps2 赤霉素 脱落酸 光合特征 光合产物
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NtCPS2基因对烟草腺毛发育及其分泌物合成的影响 被引量：1
5
作者 韩文龙 郑聪 +5 位作者 曹可心 张路阳 徐晓雯 谢可 祖琼瑶 徐世晓 《河南农业科学》 北大核心 2023年第3期48-55,共8页
为探讨烟草(Nicotiana tomentosiformis L.)顺-冷杉醇合成基因NtCPS2(Ent⁃copalyl diphosphate synthase 2)与烟草腺毛发育及其分泌物合成的关系,以编辑顺-冷杉醇关键合成基因NtCPS2的8306纯合编辑系(Knock⁃down,KD)和8306野生型品系(Wi... 为探讨烟草(Nicotiana tomentosiformis L.)顺-冷杉醇合成基因NtCPS2(Ent⁃copalyl diphosphate synthase 2)与烟草腺毛发育及其分泌物合成的关系,以编辑顺-冷杉醇关键合成基因NtCPS2的8306纯合编辑系(Knock⁃down,KD)和8306野生型品系(Wild⁃type,WT)为材料,比较KD和WT正常生长条件(CK)、外施赤霉素(GA3)及矮壮素后烟株叶片腺毛密度,顺-冷杉醇、西柏三烯二醇和GA3的含量以及相关基因表达量的差异。结果表明,对于CK,与WT相比,KD烟株内源GA3含量显著增加25%,叶片腺毛密度显著增加28%,叶片西柏三烯二醇分泌物含量显著升高25%,西柏烷三烯二醇关键合成基因CYC(Cembratrien⁃ol synthetase)、CYP71D16(Cytochrome P450 hydroxylase)表达量显著升高。外施GA3后,KD和WT中GA3含量平均显著增加50%,叶片腺毛密度平均显著增加50%,叶片西柏三烯二醇含量平均显著升高50%,整体上KD升高幅度大于WT。外施GA3抑制剂矮壮素后,KD和WT内源GA3含量平均显著减少25%,叶片腺毛密度平均显著降低56%,叶片西柏三烯二醇的含量平均显著降低46%,整体上KD下降幅度大于WT。编辑NtCPS2基因后KD烟株GA3含量增加,叶片腺毛密度增加,叶片西柏三烯二醇分泌物含量升高,此结果与外施GA3结果一致,与外施矮壮素结果相反,表明NtCPS2基因通过影响GA3生物合成进而影响烟草腺毛发育及西柏三烯二醇的合成。 展开更多
关键词 烟草 腺毛发育 ntcps2 西柏三烯二醇 赤霉素 代谢途径
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烤烟品种大白筋599特征香气性状的物质及分子基础研究 被引量：14
6
作者 常爱霞 屈亚芳 +9 位作者 王国平 李洋洋 罗成刚 冯全福 陈志强 付宪奎 杨爱国 胡日生 向世鹏 王元英 《中国烟草科学》 CSCD 北大核心 2018年第3期1-9,共9页
为探索大白筋599特征香气性状的关键致香物质基础和分子机制,为特香型烤烟品种培育及工业利用奠定基础,通过不同品种(系)的表面分泌物检测及烟叶感官鉴定比较,明确大白筋599特征香气性状关键致香物质基础;通过对不同品种中调控关键致香... 为探索大白筋599特征香气性状的关键致香物质基础和分子机制,为特香型烤烟品种培育及工业利用奠定基础,通过不同品种(系)的表面分泌物检测及烟叶感官鉴定比较,明确大白筋599特征香气性状关键致香物质基础;通过对不同品种中调控关键致香物质合成的基因进行测序,明确大白筋599特征香气性状形成的分子基础。结果表明,烤烟品种大白筋599和香料烟品种Samsun表面分泌物中含有赖百当二萜冷杉醇,而普通烤烟G28等均不含冷杉醇。普通烤烟G28与大白筋599杂交或回交的后代品系中,含有冷杉醇的均具有大白筋599特异香气特性,不含冷杉醇的没有特异香气特性。调控冷杉醇合成的关键基因Nt CPS2的第292位碱基在不同品种间具有多态性,在大白筋599中是野生型碱基G,而在供试普通烤烟及生产主栽品种中是突变型碱基T。冷杉醇是烤烟品种大白筋599特异香气性状形成的关键致香物质。调控冷杉醇合成的关键基因Nt CPS2的第292位碱基在大白筋599及供试普通烤烟品种和主栽品种间的SNP多态性,是导致其香气特征差异的主要原因。通过遗传改良,丰富烟草表面分泌物中致香成分的种类和含量,是培育特色香气风格烤烟品种的重要途径。 展开更多
关键词 大白筋599 特异香型烤烟 基因ntcps2 冷杉醇
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